❓رادار چیست؟

✅عبارت RADAR از حرف اول کلمات عبارت
"RAdio Detection And Ranging" برگرفته شده است
و
به معنی "تشخیص و ناوبری به وسیله امواج رادیویی" است.



🖍انسان‌ها به واسطه نور بازتاب شده از اجسام می‌توانند محیط اطراف خود را تشخیص و بر اساس آن راه خود را مشخص کنند. همان‌طور که می‌دانید نور بخش خیلی کوچکی از طیف الکترومغناطیسی است که همانند سایر امواج با پارامتر‌هایی نظیر فرکانس و طول موج، مشخصه‌یابی می‌شود.

🖍حال فرض کنید که در مکانی قرار دارید که به واسطه نور نمی‌توانید محیط اطراف خود را تشخیص دهید (نظیر محیط تاریک، مه غلیظ و ...). به واسطه تجهیزاتی الکترونیکی که توانایی تولید و تشخیص امواج الکترومغناطیسی را در سایر فرکانس‌ها دارند، به راحتی می‌توان به تشخیص محیط و ناوبری پرداخت.


🖍امواج رادیویی همانند نور (طیف مرئی) رفتار کرده و پدیده‌هایی نظیر جذب، بازتاب، عبور و قطبش برای این امواج نیز می‌توانند رخ دهند. به عبارت دیگر رخ دادن پدیده‌های مذکور برای مواد مختلف، تابعی از فرکانس است.


🖍با فرستادن یک موج الکترومغناطیسی و دریافت بازتاب آن از محیط، می‌توان به اطلاعات زیادی از جمله جنس مواد، فاصله از منبع، سرعت حرکت جسم و ... دست پیدا کرد. به بیانی ساده اساس کار رادار همین امر است. 

رادارها غالباً از امواج رادیویی فرکانس بالا که به امواج میکروویو/مایکروویو یا ریز موج نیز موسوم هستند، جهت تشخیص و ناوبری استفاده می‌کنند

🖍امروزه شاید مهم‌ترین کاربرد رادار، در صنعت هواوفضا و امور نظامی باشد. پرواز و فرود هواپیما‌ها اغلب در شرایطی است که تشخیص محیط به واسطه نور غیر ممکن است. از این رو، خلبان‌ها بر اساس داده‌های رادار تصمیم‌گیری می‌کنند. به طور کلی، رادار سیستمی متشکل از آنتن‌ فرستنده و گیرنده است که در بازه فرکانسی خاصی کار می‌کنند. آنتن فرستنده امواج رادیویی فرکانس بالا (میکروویو) را به محیط اطراف می‌فرستند و آنتن گیرنده بازتاب این امواج را دریافت کرده و سیستم کامپیوتری داده‌های دریافتی را پردازش می‌کند.

امواج مذکور توسط قطعه‌ای به نام مگنترون (Magnetron) تولید می‌شوند

🖍امروزه می‌دانیم که نور و امواج رادیویی هر دو ماهیتی یکسان دارند و از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عمود برهم تشکیل شده‌اند. همچنین برای هر یک ذره‌ای موسوم به فوتون وابسته تعریف می‌شود که انرژی فوتون مذکور رابطه مستقیمی با فرکانس امواج دارد. به عبارت دیگر ماهیت تمامی امواج الکترومغناطیسی از رادیویی گرفته تا امواج گاما یکسان بوده و تنها در فرکانس یا طول موج با یکدیگر متفاوت هستند. پاسخ محیط به این امواج یا به عبارت دیگر چگونگی رفتار موج در محیط‌ یا ماده‌های مختلف تابعی از فرکانس است.

🖍امواج میکروویو تولید شده به وسیله مگنترون، توسط موجبر‌هایی متناسب با فرکانس امواج تولیدی، به آنتن فرستنده ارسال یا به اصطلاح کوپل می‌شوند. آنتن‌های فرستنده سیستم‌های راداری غالباً سهمی شکل بوده تا بتوانند امواج را به صورت همگرا (متمرکز) منتشر کنند

🖍اگر دقت کرده باشید، آنتن‌های رادار مدام در حال چرخش 360 درجه هستند. دلیل این امر این است که امواج میکروویو رادار کل فضا را جاروب کنند. به عبارت دیگر امواج به صورت کامل (360 درجه) در محیط منتشر شوند تا تمام فضای اطراف آنتن پوشش داده شود.

بازتاب این امواج از سطوح مختلف (نظیر بدنه فلزی هواپیما) نیز با سرعت نور به سمت آنتن گیرنده رادار فرود می‌آیند. در نتیجه جای نگرانی جهت شناسایی هواپیمایی که با سرعتی حدود 3000 کیلومتر در ساعت به سمت ما می‌آید، نیست.

🖍آنتن بکار رفته در سیستم‌های رادار، هم نقش فرستنده و هم نقش گیرنده را بازی می‌کنند. به عبارت دیگر آنتن رادار بین دو نقش فرستنده و گیرنده، متناوباً در بازه‌های خیلی کوتاه زمانی سوییچ می‌کند.

🖍در واقع آنتن رادار، امواج میکروویو را برای چند هزارم ثانیه منتشر می‌کند. سپس قبل از انتشار دوباره، بازتاب امواج را دریافت و به سمت سیستم پردازش ارسال می‌کند. سیستم پردازش که خود سیستمی پیشرفته است دارای قسمت‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری بوده که متناسب با هدف رادار، داده‌های پرت را فیلتر می‌کنند. شاید بتوان گفت پراهمیت‌ترین بخش از یک سیستم راداری، نیروی انسانی است که وظیفه خواندن صفحه نمایش رادار، تحلیل و تصمیم‌گیری را دارد. غالباً سیستم‌های راداری در بخش‌های حساسی نظیر صنایع نظامی، هواپیما‌‌ها و کشتی‌ها و ... استفاده می‌شوند که جان صد‌ها انسان به تشخیص صحیح اپراتور انسانی بستگی دارد.

🖍جدا از کاربردهای نظامی، رادارها در قایق‌ و کشتی‌ها جهت بهبود ناوبری استفاده دارند. همچنین فرودگاه‌ها در برج مراقب از رادار‌هایی دقیق جهت کنترل ترافیک هوایی استفاده می‌کنند.


منبع:
فرادرس

🆔 @atomicphysicsss
⚛ کانال تخصصی فیزیک اتمی